Preamplificador Balanceado Para Micrófono (ART1220S)

   Este excelente circuito se puede utilizar con micrófonos de alta impedancia en aplicaciones tales como: Mesas de sonido, Mezcladores, Estaciones de radio, etc. El balance de las entradas reduce la posibilidad de captación de zumbidos con cables de micrófono largos. El circuito se alimenta con una fuente simétrica de 12 V y tiene una impedancia de entrada de aproximadamente 10 k.

   En este artículo, el montaje de un excelente, pero simple preamplificador para micrófonos con impedancias por encima de 5k y que puede excitar fácilmente la mayoría de los amplificadores con una salida entre 300 mA y más de 3 Voltios.

   La distorsión del circuito es extremadamente baja, del orden de 0,05% en el rango de 100 Hz a 10 kHz lo que lo hace ideal para aplicaciones profesionales, como por ejemplo, mesas de sonido, mezcladores, etc.

   El uso de un amplificador operacional con un altísimo rechazo de ripple en una configuración diferencial, nos permite elaborar un amplificador diferencial para micrófono, con entrada balanceada lo que resulta en una gran inmunidad la captación de zumbidos para los cables largos que se utilizan en determinadas aplicaciones .

   La alimentación del circuito es simétrica, pero debido al bajo consumo de corriente y la no necesidad de regulación, una fuente relativamente simple puede ser elaborada para el circuito.

Características:

Rango de frecuencias: 10 Hz a 15 kHz

Ganancia de tensión: 40 dB (aprox.)

Distorsión: 0,05% (de 100 Hz a 10 kHz)

Nivel de señal de salida: 300 mV a 3 V

Tensión máxima de entrada: 100 mV

CMRR: 60 dB

COMO FUNCIONA

   La base del circuito es un amplificador operacional, que tiene una entrada diferencial con transistores de bajo nivel de ruido. (Equivalentes al LM301 pueden ser utilizados).

   En un amplificador diferencial, lo que tenemos es la amplificación de la diferencia entre las tensiones aplicadas en las dos entradas.

   Así, suponiendo que la ganancia, de un amplificador de este tipo sea 10 (dado por la relación entre los resistores R2 y R1), si la tensión en la entrada inversora es de 0,1 \ 1 y en la entrada no inversora es de 0,2 V la diferencia de 0,1 V será amplificada y tendremos una salida de 10 x (0,2 0,1): 1,0 V, como muestra la figura 1.

Figura 1 - La ganancia del amplificador

Teniendo en cuenta que si utilizamos un amplificador de este tipo, para amplificar señales de un micrófono, con un cable largo, puede ocurrir la captación de zumbido de la red local y que consiste en una tensión senoidal inducida en el cable.

   Como los dos hilos de entrada corren paralelos, las tensiones que son inducidas en cada uno de los cables tienen prácticamente la misma amplitud, así como la misma forma de onda.

   Esto significa que, al llegar a la entrada del amplificador diferencial, no habrá diferencia de valores en cada instante para este zumbido captado, o sea, tendremos una diferencia instantánea de tensiones prácticamente nula.

   El resultado es que no tenemos la amplificación de este zumbido, como ilustra la figura 2.

Fig. 2 - Zumbido cancelado en un funcionamiento.

   Observe que, estando las sinusoides aplicadas en las dos entradas en fase, y siendo su amplitud prácticamente la misma, en cada instante la diferencia de tensión a ser amplificada es cero, y no tenemos salida en el circuito.

   Este hecho, partiendo de un buen balance, nos permite obtener un excelente rechazo de zumbido para un preamplificador que, como éste trabaja con niveles de señales muy bajos, posee una impedancia de entrada elevada y además debe hacer uso de un cable de conexión larga hasta la fuente de señal.

   Los transistores de entrada (Q1 y Q2) además de proporcionar una mejor boda de impedancias para las entradas, también actúan como preamplificadores siendo utilizadas unidades de bajo nivel de ruido en una configuración diferencial.

MONTAJE

   En la figura 3, tenemos el diagrama completo del preamplificador.

Figura 3 - Diagrama completo del preamplificador

La placa de circuito impreso se muestra en la figura 4.

Figura 4 - Placa para el montaje

Por supuesto, para un sistema estéreo, deben montarse dos unidades similares. También existe la posibilidad de utilizar dos micrófonos en la entrada, casándose las impedancias a través de dos potenciómetros.

   La fuente de alimentación se muestra en la figura 5.

Figura 5 - Fuente para el circuito

Los transistores Q1 y Q2 son de bajo nivel de ruido, del tipo BC549 o equivalentes (BC239 o incluso BC109), mientras que los demás transistores, son PNP de silicio de uso general 80548 o equivalentes.

   El integrado LM301 debe montarse preferiblemente en zócalo DlL de 8 patillas para mayor facilidad de sustitución en caso de necesidad.

   Los resistores son de 1/8 W o ỳ W con un 10% o 20% de tolerancia y los electrolíticos deben tener una tensión de trabajo de 12 V o más. C1 y C6 pueden ser de poliéster o cerámica, así como C4.

   El valor de C4 en realidad puede cambiarse así como de C1 en función de eventuales compensaciones necesarias para el rango de frecuencias de operación y estabilidad del circuito.

   Para la fuente el transformador no necesita tener más de 100 mA de corriente de secundario y los electrolíticos son para 16 V o más.

   Los diodos son 1N4002 o equivalentes de mayor tensión.

   Las conexiones cortas, para los cables de entrada y salida, además de usar cables blindados y cajas metálicas son importantes para evitar al máximo la captación de zumbidos o problemas de inestabilidad de funcionamiento.

PRUEBA Y USO

   Sólo tienes que conectar la salida del preamplificador a la entrada de un buen amplificador y sin conectar el micrófono en la entrada comprobar el nivel de zumbido.

   Si hay presencia de zumbidos, debe verificarse la fuente con una eventual puesta a tierra de la carcasa del transformador.

   Si los zumbidos en la reproducción podemos experimentar el micrófono que debe ser de alta impedancia como, por ejemplo, una cápsula cerámica. Los micrófonos de baja impedancia se pueden utilizar con un adaptador de bodas con salida de 5 k.